ይህ ትንሽ ቺፕ በስማርትፎን ላይ ቀልጣፋ ማስላትን ሲያስችል የተጠቃሚውን መረጃ መጠበቅ ይችላል።

ተመራማሪዎች ከሁለት የተለመዱ ጥቃቶች የሚከላከለውን የኃይል ፍላጎት ላለው AI ሞዴሎች በዚህ ትንሽ ቺፕ የደህንነት መፍትሄ ፈጥረዋል።

የጤና ክትትል መተግበሪያዎች ሰዎች ሥር የሰደዱ በሽታዎችን እንዲያስተዳድሩ ወይም የአካል ብቃት ግቦችን ይዘው እንዲቆዩ ሊረዳቸው ይችላል፣ ከስማርትፎን ያለፈ ነገር አይጠቀሙ። ነገር ግን እነዚህ አፕሊኬሽኖች ቀርፋፋ እና ጉልበት ቆጣቢ ሊሆኑ ይችላሉ ምክንያቱም እነሱን የሚያንቀሳቅሱት ሰፊ የማሽን መማሪያ ሞዴሎች በስማርትፎን እና በማዕከላዊ ሚሞሪ አገልጋይ መካከል መዘጋት አለባቸው።

መሐንዲሶች ብዙ መረጃዎችን ወደ ኋላ እና ወደ ፊት የማንቀሳቀስ ፍላጎትን የሚቀንስ ሃርድዌር በመጠቀም ነገሮችን ያፋጥናሉ። እነዚህ የማሽን መማሪያ አፋጣኞች ስሌትን ማመቻቸት ቢችሉም ሚስጥራዊ መረጃን ለሚሰርቁ አጥቂዎች ተጋላጭ ናቸው።

ይህንን ተጋላጭነት ለመቀነስ ከኤምአይቲ እና ከ MIT-IBM ዋትሰን AI ላብ የተውጣጡ ተመራማሪዎች የማሽን መማሪያ አፋጣኝ ፈጥረው ከሁለቱ በጣም የተለመዱ የጥቃቶች አይነቶችን ይቋቋማል። የእነሱ ቺፕ የተጠቃሚውን የጤና መዛግብት፣ የፋይናንሺያል መረጃ ወይም ሌላ ሚስጥራዊ መረጃዎችን ሚስጥራዊ ሆኖ አሁንም ግዙፍ የኤአይኢ ሞዴሎች በመሳሪያዎች ላይ በብቃት እንዲሰሩ ያስችላቸዋል።

ቡድኑ መሳሪያውን በትንሹ እየቀነሰው ሳለ ጠንካራ ደህንነትን የሚያነቃቁ በርካታ ማሻሻያዎችን አዘጋጅቷል። ከዚህም በላይ የተጨመረው ደህንነት የስሌት ትክክለኛነት ላይ ተጽዕኖ አያሳድርም. ይህ የማሽን-መማሪያ ማፍጠኛ በተለይ እንደ ተጨማሪ እና ምናባዊ እውነታ ወይም በራስ ገዝ ማሽከርከር ያሉ የ AI መተግበሪያዎችን ለመጠየቅ ጠቃሚ ሊሆን ይችላል።

ቺፑን መተግበር መሳሪያውን በመጠኑ የበለጠ ውድ እና ሃይል ቆጣቢ የሚያደርግ ሲሆን ይህም አንዳንድ ጊዜ ለደህንነት ሲባል የሚከፈል ዋጋ ነው ይላል መሪ ደራሲ ማይትሬይ አሾክ የኤሌክትሪካል ኢንጂነሪንግ እና የኮምፒውተር ሳይንስ (EECS) የ MIT ተመራቂ።

"ደህንነትን ከግምት ውስጥ በማስገባት ከመሠረቱ መንደፍ አስፈላጊ ነው. ስርዓቱ ከተነደፈ በኋላ አነስተኛውን የደህንነት መጠን ለመጨመር እየሞከሩ ከሆነ በጣም ውድ ነው. በንድፍ ደረጃው ወቅት እነዚህን ብዙ ውጣ ውረዶች በብቃት ማመጣጠን ችለናል ሲል አሾክ ይናገራል።

የእሷ ተባባሪ ደራሲዎች Saurav Maji ያካትታሉ, EECS ምረቃ ተማሪ; የ MIT-IBM Watson AI Lab Xin Zhang እና John Cohn; እና ከፍተኛ ደራሲ አናንታ ቻንድራካሳን፣ የ MIT ዋና ፈጠራ እና ስትራቴጂ ኦፊሰር፣ የምህንድስና ትምህርት ቤት ዲን እና የቫኔቫር ቡሽ የ EECS ፕሮፌሰር። ጥናቱ በ IEEE Custom Integrated Circuits Conference ላይ ይቀርባል።

የጎን ቻናል ተጋላጭነት

ተመራማሪዎቹ ዲጂታል ኢን-ሜሞሪ ኮምፕዩት የተባለውን የማሽን-መማሪያ አፋጣኝ ኢላማ አድርገዋል። ዲጂታል አይኤምሲ ቺፕ በመሳሪያው ማህደረ ትውስታ ውስጥ ስሌቶችን ያከናውናል፣ የማሽን መማሪያ ሞዴል ቁርጥራጮች ከማዕከላዊ አገልጋይ ከተዘዋወሩ በኋላ ይከማቻሉ።

ሙሉው ሞዴል በመሳሪያው ላይ ለማከማቸት በጣም ትልቅ ነው, ነገር ግን ወደ ቁርጥራጮች በመከፋፈል እና እነዚያን ቁርጥራጮች በተቻለ መጠን እንደገና ጥቅም ላይ በማዋል, IMC ቺፕስ ወደ ኋላ እና ወደ ፊት መንቀሳቀስ ያለበትን የውሂብ መጠን ይቀንሳል.

ነገር ግን አይኤምሲ ቺፕስ ለጠላፊዎች ሊጋለጥ ይችላል። በጎን ቻናል ጥቃት ጠላፊው የቺፑን የሃይል ፍጆታ ይከታተላል እና ቺፑ ሲያሰላ የመሀንዲስ መረጃን ለመቀልበስ ስታትስቲካዊ ቴክኒኮችን ይጠቀማል። በአውቶብስ መፈተሻ ጥቃት ውስጥ ጠላፊው በፍጥነቱ እና ከቺፕ ውጪ ባለው ማህደረ ትውስታ መካከል ያለውን ግንኙነት በመመርመር የሞዴሉን እና የውሂብ ስብስብን ሊሰርቅ ይችላል።

ዲጂታል አይኤምሲ በሚሊዮን የሚቆጠሩ ስራዎችን በአንድ ጊዜ በማከናወን ስሌትን ያፋጥናል፣ነገር ግን ይህ ውስብስብነት ባህላዊ የደህንነት እርምጃዎችን በመጠቀም ጥቃቶችን ለመከላከል ከባድ ያደርገዋል ሲል አሾክ ይናገራል።

እሷ እና ግብረ አበሮቿ የጎን ቻናልን እና የአውቶቡስ መፈተሻ ጥቃቶችን ለመዝጋት ሶስት አቅጣጫዊ አካሄድ ወስደዋል።

በመጀመሪያ፣ በ IMC ውስጥ ያለው መረጃ በዘፈቀደ ቁርጥራጭ የተከፋፈለበትን የደህንነት መስፈሪያ ተጠቅመዋል። ለምሳሌ፣ ትንሽ ዜሮ ከሎጂክ ኦፕሬሽን በኋላ አሁንም ከዜሮ ጋር እኩል በሆኑ በሶስት ቢት ሊከፈል ይችላል። አይኤምሲ በአንድ አይነት ክዋኔ ውስጥ ያሉትን ሁሉንም ክፍሎች በፍፁም አይሰላም፣ ስለዚህ የጎን ቻናል ጥቃት እውነተኛውን መረጃ ዳግም መገንባት አይችልም።

ነገር ግን ይህ ቴክኒክ እንዲሰራ ውሂቡን ለመከፋፈል የዘፈቀደ ቢት መታከል አለበት። ዲጂታል አይኤምሲ በአንድ ጊዜ በሚሊዮኖች የሚቆጠሩ ስራዎችን ስለሚያከናውን በጣም ብዙ የዘፈቀደ ቢት ማመንጨት በጣም ብዙ ስሌትን ያካትታል። ለቺፕቸው ተመራማሪዎቹ የነሲብ ቢትስ አስፈላጊነትን በማስወገድ ውጤታማ በሆነ መንገድ መረጃን ለመከፋፈል ቀላል በማድረግ ስሌቶችን የሚያቃልሉበት መንገድ አግኝተዋል።

ሁለተኛ፣ ከቺፕ ውጪ ማህደረ ትውስታ ውስጥ የተከማቸውን ሞዴል የሚያመሰጥር ቀላል ክብደት ያለው ሲፈርን በመጠቀም የአውቶብስ ፍለጋ ጥቃቶችን መከላከል ችለዋል። ይህ ቀላል ክብደት ቀላል ስሌቶችን ብቻ ይፈልጋል። በተጨማሪም, አስፈላጊ ሆኖ ሲገኝ በቺፑ ላይ የተከማቹትን የሞዴል ቁርጥራጮች ብቻ ዲክሪፕት አድርገዋል.

በሶስተኛ ደረጃ ደህንነትን ለማሻሻል በአምሳያው ወደ ኋላ እና ወደ ፊት ከማንቀሳቀስ ይልቅ ምስጢሩን በቀጥታ በቺፑ ላይ ዲክሪፕት የሚያደርግ ቁልፍ ፈጠሩ። ይህን ልዩ ቁልፍ ያመነጩት በአምራችነት ወቅት በሚፈጠሩት ቺፕ ውስጥ ካሉት የዘፈቀደ ልዩነቶች ሲሆን ይህም በአካል የማይገኝ ተግባር በመባል ይታወቃል።

"ምናልባት አንድ ሽቦ ከሌላው ትንሽ ትንሽ ወፍራም ሊሆን ይችላል. ዜሮዎችን እና ዜሮዎችን ከወረዳ ውስጥ ለማውጣት እነዚህን ልዩነቶች ልንጠቀም እንችላለን። ለእያንዳንዱ ቺፕ፣ ወጥነት ያለው መሆን ያለበት የዘፈቀደ ቁልፍ ማግኘት እንችላለን ምክንያቱም እነዚህ የዘፈቀደ ንብረቶች በጊዜ ሂደት በከፍተኛ ሁኔታ መለወጥ የለባቸውም” ሲል አሾክ ያስረዳል።

በቺፑ ላይ ያሉትን የማስታወሻ ህዋሶች እንደገና ተጠቅመው ቁልፉን ለማመንጨት በእነዚህ ህዋሶች ውስጥ ያሉ ጉድለቶችን በመጠቀም። ይህ ከባዶ ቁልፍ ከማመንጨት ያነሰ ስሌት ያስፈልገዋል።

"ደህንነት በጠርዝ መሳሪያዎች ዲዛይን ላይ ወሳኝ ጉዳይ እየሆነ በመምጣቱ በአስተማማኝ አሠራር ላይ የሚያተኩር የተሟላ የስርዓት ቁልል ማዘጋጀት ያስፈልጋል. ይህ ስራ ለማሽን-መማሪያ የስራ ጫናዎች ደህንነት ላይ ያተኩራል እና ተሻጋሪ ማመቻቸትን የሚጠቀም ዲጂታል ፕሮሰሰርን ይገልፃል። በማህደረ ትውስታ እና ፕሮሰሰር መካከል የተመሰጠረ የዳታ መዳረሻን፣ የዘፈቀደ አሰራርን በመጠቀም የጎን ሰርጥ ጥቃቶችን የመከላከል አቀራረቦችን እና ልዩ ኮዶችን ለመፍጠር ተለዋዋጭነትን ይጠቀማል። እንዲህ ያሉት ንድፎች ወደፊት በሚንቀሳቀሱ ተንቀሳቃሽ መሳሪያዎች ላይ ወሳኝ ይሆናሉ" ይላል ቻንድራካሳን.

የደህንነት ሙከራ

ቺፑን ለመፈተሽ ተመራማሪዎቹ የጠላፊዎችን ሚና በመያዝ የጎን ቻናል እና የአውቶቡስ መፈተሻ ጥቃቶችን በመጠቀም ሚስጥራዊ መረጃዎችን ለመስረቅ ሞክረዋል።

በሚሊዮኖች የሚቆጠሩ ሙከራዎችን ካደረጉ በኋላ ምንም አይነት እውነተኛ መረጃ እንደገና መገንባት ወይም የአምሳያው ወይም የውሂብ ስብስብ ቁርጥራጮች ማውጣት አልቻሉም። ምስጥሩ የማይሰበር ሆኖ ቀረ። በአንፃሩ ጥበቃ ካልተደረገለት ቺፕ መረጃ ለመስረቅ 5,000 ያህል ናሙናዎችን ብቻ ወስዷል።

የደህንነት መጨመር የፍጥነት መቆጣጠሪያውን የኢነርጂ ውጤታማነት እንዲቀንስ አድርጓል, እና ትልቅ ቺፕ ቦታ ያስፈልገዋል, ይህም ለማምረት የበለጠ ውድ ያደርገዋል.

ቡድኑ ወደፊት የኃይል ፍጆታቸውን እና የቺፑን መጠን የሚቀንሱ ዘዴዎችን ለመዳሰስ አቅዶ እየሰራ ሲሆን ይህም በመጠኑ መተግበርን ቀላል ያደርገዋል።

“በጣም ውድ እየሆነ ሲመጣ፣ ደህንነት ወሳኝ መሆኑን አንድን ሰው ማሳመን ከባድ ይሆናል። የወደፊቱ ሥራ እነዚህን ውጣ ውረዶች ሊመረምር ይችላል. ምናልባት እኛ ትንሽ ደህንነቱ የተጠበቀ ነገር ግን ለመተግበር ቀላል እና ብዙም ውድ ልናደርገው እንችላለን” ይላል አሾክ።

በአዳም ዘዌ ተፃፈ